Ag掺杂TiO2纳米管阵列的制备及光电催化降解氨氮废水.pdf

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1、第28卷第7期无机化学学报Vo1．28No．72012年7月CHINESEJOURNALOFINORGANICCHEMISTRYl343—1347Ag掺杂TiO2纳米管阵列的制备及光电催化降解氨氮废水李丹丹刘中清刘旭吴雪莲纪刚强(四川大学化学工程学院，成都610065)摘要：采用光化学沉积法、光还原法以及光电沉积法3种不同的掺杂方法．通过控制掺杂时间来控制Ag的担载量制备出Ag—TiO纳米管阵列。采用场发射扫描电镜(FE—SEM)、X一射线衍射(xRD)、X一射线光电子能谱(xPS)、X一射线荧光光谱(PL)对样品进行表征。用氨氮废水的光电催化降解反应评价

2、其催化活性，研究不同的掺杂方法以及不同的Ag担载量对TiO纳米管阵列光催化性能的影响。结果表明：适量的Ag的引入有利于光催化效率的提高，即Ag的掺杂量存在一个最佳值．光电沉积60s制备的样品具有最佳的光电催化效率。关键词：Ag—TiO2纳米管阵列；Ag担载量；光电沉积；光电催化中图分类号：0614文献标识码：A文章编号：1001—4861(2012)07—1343．05SilverDopedTio2NanotubeArrays：PreparationandPhotoelectricCatalysisDegradationofAmmoniaNitrogenW

3、astewaterLIDan-DanLIUZhong-QingLIUXuWUXue—LianJIGang—Qiang(SchoolofChemicalEngineering,SichuanUniversity,Chengdu610065，China)Abstract：Ag—Ti02nanotubearrayswerepreparedbyphotochemicaldeposition，photoreductiondepositionandphotoelectricdepositionmethod，respectively．TheamountofAgloadi

4、ngwascontrolledbyvaryingdepositiontime．ThesampleswerecharacterizedbyFE—SEM，XRD，XPSandPL．ThecatalyticactivityofAg—TiO2nanotubearrayswasevaluatedbyphoto-electro—catalyticdegradationofammonianitrogenwastewater．TheresultsshowthatthephotocatalyticactivityofTiOznanotubearrayscouldbegrea

5、tlyenhancedatanoptimizedloadingofAg．Thesamplepreparedbyphotoelectricdepositionfor60Sexhibitsthebestphotocatalyticactivity．Keywords：Ag—TiO2nanotubearrays；Agloadings；photoelectricdeposition；photoelectriccatalysisTiO：作为一种价格低廉、安全无毒、性质稳定的目前．主要通过拓展光响应和提供电荷f电子或空光催化剂，被广泛应用于能源、环境、光化学反应研穴1陷

6、阱的手段来对TiO，光催化剂进行修饰通过究、光疗、抑菌与病毒的破坏等领域。然而．TiO，是一贵金属沉积[2-41、离子掺杂[51、光敏化[61、半导体复合[71、种n型宽带隙半导体材料f锐钛矿型TiO，的禁带宽光电催化[81等方法可以降低光生电子和空穴的复合度为3．2eV1．这就意味着只有吸收波长小于387．5率．提高光生载流子的有效寿命．进而提高光催化剂nm的紫外光才能激发价带上的电子【”。同时．在TiO，的活性。表面缺乏适宜的电子捕获剂．光生电子和空穴寿命引入金属离子，如将Ag，沉积于TiO表面上。较短，很容易发生复合。这都大大限制了TiO，半导当金属

7、离子的功函数高于TiO，的功函数时．电子就体材料的应用。为提高TiO的光能利用率、反应活会由TiO，转移到附近的金属颗粒上．从而形成性和光稳定性还应对半导体的表面进行修饰改性Schottky势垒，直到二者的功函数相等时为止[91。这收稿日期：2011-12—09。收修改稿日期：2011-02—22。国家自然科学基金(No．50774053)，四川省科技厅科技支撑计：~J(2009GZ0224)资助项目。通讯联系人。E．mail：lzq一301@126．eOITI第7期李丹丹等：Ag掺杂TiO纳米管阵列的制备及光电催化降解氨氮废水1345图2给出了未掺杂的T

8、i0，纳米管阵列以及3掺杂的样品的Ti2p和Ag3d的结合能从表中